| 研究課題/領域番号 |
19K16038
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分43010:分子生物学関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
茶谷 悠平 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任助教 (30794383)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | リボソーム / 翻訳(タンパク質合成) / 新生ポリペプチド鎖 / ORF / フレームシフト / 翻訳 / リボソームトンネル / 非典型的翻訳 / タンパク質合成 / アイソフォーム / タンパク質 / 遺伝子発現制御 / タンパク質機能制御 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
リボソーム中で合成途上のタンパク質(新生鎖)は、翻訳の速度を調節するのみならず、その最終産物そのものを規定する情報を内包する可能性が浮上しつつある。本研究では、新生鎖によるリボソームの不安定化を起点として発生する、同一mRNAから合成されるタンパク質レパートリーの多様化、複雑化について、その一般性、生理学的意義について解明することを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
DNAにコードされる遺伝情報はmessenger RNA(mRNA)へと転写されたのち、細胞内装置リボソームによってタンパク質へと変換(翻訳)される。本研究では、リボソーム機能を制御することで遺伝子構造を改変し、一種類のmRNAから複数のタンパク質を発現させる新生ポリペプチド配列について解析を行った。本研究の成果から、負電荷アミノ酸を連続して翻訳したリボソームは複合体構造が不安定化し、翻訳の途上終結ないしmRNAの読み飛ばしによる読み枠の改変が発生すること、また翻訳の停滞が上記現象を促進することを明らかにし、人工的にデザインした配列での再構成にも成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
一種類のmRNAからは一種類のタンパク質が発現することが、遺伝子発現の原則である。本研究では、そうした前提を覆す非典型的翻訳の一部について、その基本原理を明らかにし、様々な遺伝子発現にも波及しうることを示した。実際、リボソーム機能を制御しうる負電荷アミノ酸クラスターは生物種を問わず様々な遺伝子に高頻度に出現することから、翻訳段階での制御によって、生物は従来の想定を超えた複雑なプロテオームを形成している可能性がある。また非典型的翻訳はSARS-CoV-2の重要因子の発現にも寄与しており、翻訳制御の統合的理解は、現在あるいは将来人類が直面する様々な問題の解決策につながるものと考えている。
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